• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.14 no.3
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• pp.729-736
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• 2010

In this study, a magnetic stimulation (MS) device with controllable pulse forming technology and pulse shape (MS) is described. The MS device uses an IGBT with appropriate snubbers to switch coil currents up to 6 kA, enabling pulse forming technology control from 5 s to over 100 s. The induced electric field pulses use 2% - 34% less energy and generate 57% - 67% less coil heating compared to matched conventional cosine pulses. MS is used to stimulate rhesus monkey motor cortex in vivo with pulse forming technology of 20 to 100 s, demonstrating the expected decrease of threshold pulse amplitude with increasing pulse forming technology. The technological solutions used in the MS prototype can expand functionality, and reduce power consumption and coil heating in MS, enhancing its research and therapeutic applications.

• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.9 no.11
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• pp.289-296
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• 2009

In this study, I presented power control unit with potential use in the magnetic stimulation of biological systems. The effect of the magnetic stimulation depends on the geometry and orientation of the induced electric field as well as on the current pulse waveform delivered by the stimulator coil. TMS is achieved from the outside of the head using pulses of electromagnetic field that induce an electric field in the brain. There are numerous possibities in the applications TMS, such as diagnosis and therapy through the brain stimulation. These factors are very important to define the equipment requirements and characteristics in that the topology of the power supply and the size and geometry of the coil. The proposed solution is the generation of current pulses with variable amplitude and duration, according to a user defined input. Another solution is the topology that uses elements to store and transfer energy from the power source to the load. In addition to proposed topology, an adequate control strategy and right set of the power circuit parameters made possible to obtain unipolar waves and bipolar waves.

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.22 no.2
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• pp.139-144
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• 2001

자기 신경자극기는 신경의학, 재활의학을 포함한 많은 임상의학 분야에서 널리 쓰이고 있다. 자기 신경자극기는 전력소모가 크고 고압 전원이 필요한 이유 때문에 단채널 시스템만이 임상환경이나 연구환경에서 쓰여 왔었다. 본 논문에서는 4채널 자기 신경자극기 개발을 소개하였다. 고압 커패시터를 충전하는데 있어서 단계적 충전방식을 사용하여 작은 크기의 직류 전원장치로 다채널 시스템을 구현하였고, 채널별로 서로 다른 자극 프로토콜로 자극 코일을 구동할 수 있는 다채널 제어시스템을 구성하였다. 개발된 시스템은 신경계통 장애가 있는 환자들의 재활이나 자기적인 침술 등 다양한 기능적 자기 자극에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.13 no.12
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• pp.2685-2692
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• 2009

We propose pulsed magnetic stimulation below 30W by the AC(60Hz) switching control of leakage transformer primary which has some advantage of cost and size compared to a typical pulsed power supply. Pulse repetition rate is adjusted from 5Hz to 60Hz to control magnetic stimulation output. In this magnetic stimulation, a low voltage open loop control for high voltage discharge circuit is employed to avoid the HV sampling or switching and high voltage leakage transformer is used to convert rectified low voltage pulse to high voltage one. A ZCS(Zero Cross Switch)circuit and a DSP & FPGA are used to control gate signal of SCR precisely. The pulse repetition rate is limited by 60Hz due to the frequency of AC line and a high leakage inductance. The maximum magnetic stimulation output was obtained about 33W at pulse repetition rate of 60Hz, total 40, 80, 120, $160^{\circ}$, SCR gate trigger angle $90^{\circ}$ and total output.

• Proceedings of the KSMRM Conference
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• 2002.11a
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• pp.131-131
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• 2002

목적： 인간의 뇌는 감각기관이 지속적으로 시각적, 청각적 자극을 받음으로 인해 영향을 받는다. 현재 이러한 이론을 실용화하여 몇 가지 상업적인 뇌 자극장치가 개발되어 시판 중이다 본 실험에서는 시중에 판매 중인 뇌 자극장치를 이용하여 실험을 하여 실제 인간의 뇌에 영향을 주는 지를 확인한다.

• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.10 no.4
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• pp.257-264
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• 2010

Though existent a transcranial magnetic stimulation makes various treatment and diagnostic sine waveform of fixed stimulation pulse, there is limitation. In this research, because strength, pulse width, pulse pattern required in treatment and diagnostic introduce other Cockroft-Walton circuit and half bridge inverter frequency and voltage variable become new device propose wish to. Have more advantages than existing device. First, do not have high voltage transformer. Second, switching loss can be less, and control output energy precisely. Three, stimulation strengths, pulse width, pulse pattern are various. As a result, sought special quality and an experiment that is improved applying inverter and cockroft - Walton circuit is half bridge inverter that do not use transformer.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2009.10a
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• pp.325-328
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• 2009

In this study, A Magnetic stimulation Pulse Train control technique is introduced and applied to Flyback converter operating in discontinuous conduction mode. In contrast to the conventional pulse width modulation control scheme, the principal idea of a Magnetic stimulation Pulse Train is to achieve output voltage regulation using high and low power pulses. The proposed technique is applicable to any converter operating in discontinuous conduction. However, this work mainly focuses on Flyback topology. In this paper, the main mathematical concept of the new control algorithm is introduced and simulations as well as experimental results are presented.

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.22 no.2
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• pp.157-163
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• 2001

본 논문에서는 후취자극 제어장치를 이용하여 후각자극에 대한 인간의 뇌의 활성화 영역을 뇌기능자기공명영상(functional magnetic resonance imaging : fMRI)장치로 측정 또는 가시화하고 이의 임상적용에 대한 기초자료를 마련하고자 하였다. 우선 후각에 이상이 없고 코 수술 경험이 없는 오른손잡이 피험자 4명을 대상으로 5번에 걸쳐 Echo Plannar Imaging(EPI)에 의한 혈액산소농도의존(blood oxygen level dependent : BOLD)법을 이용하여 후각자극에 의한 뇌기능자기공명영상 실험을 수행하였다. 후각자극은 MRI 장치에서 사용할 수 있도록 제작된 후취제어장치를 사용하였으며, 제시된 향은 천연 향의 일종인 lavender-like fragrance를 사용하였다. 향의 제시는 후각의 피로도를 감안하여 3회의 휴식기관과 2회의 자극기간을 각 30초씩 번갈아 시행하였으며, 동시에 5초 간격으로 각 절편 당 30 영상을 연속적으로 획득하였다. Correlation법으로 0.4∼0.7의 문턱치(threshold)범위에서 통계 처리된 뇌의 활성화 영상은 EPI영상과 같은 부위의 T1 강조영상에 overlapping 시켰다. 호흡에 의한 artifact를 제거하기 위해 실험실에 만든 장치로 호흡을 측정하여 post-processing 할 때 반영하였다. 이렇게 얻어진 fMRI 영상의 신호변화를 관찰하여 활성 영역의 위치를 분석하였다. 그 결과 후각자극에 의해 뇌의 전두엽 피질(frontal cortex), 소뇌(cerebellum), 그리고 뇌교(pons)에서 활성화된 신호를 발견할 수 있었다. 또한, 측두엽(temporal lobe)과 뇌섬(insula)에서도 의미 있는 신호가 관찰되었다. 그러나, 일차 후각영역인 piriform cortex와 entorhinal cortex, amygdaloid complex, 그리고 이차후각영역인 orbitofrontal cotex에서는 그다지 많은 빈도로 신호가 발견되지 않았다. 결론적으로 BOLD법을 이용한 fMRI에 의하여 후각자극에 대한 뇌의 활성화영역을 관찰할 수 있었으며, 후각자극에 대한 뇌의 기능을 연구하는데 있어서 중요한 정량적 자료를 제공할 수 있다는 점을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the KSMRM Conference
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• 2003.10a
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• pp.26-26
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• 2003

목적： 본 연구의 목적은 미각자극에 대한 인간 뇌의 활성화 영역을 측정하고 가시화하여 미각의 뇌 활성화 부위에 대한 기초자료를 마련하는데 있다. 대상 및 방법： 5명의 남자 대학생 (평균 24.8세)을 뇌기능 연구의 실험 대상자로 선정하였고, 대상자들은 미각에 이상이 없고 구강수술 경험이 없는 오른손잡이를 대상으로 3번에 걸쳐 EPI 혈액산 소농도의존(blood oxygen level dependent)법을 이용하여 미각자극에 의한 기능적 자기공명영상 실험을 수행하였다. 미각 자극을 위하여 5％의 saline을 사용하였으며 자체적으로 제작한 Stimulator를 사용하여 자극하였다. 자극은 3회의 휴식기간과 2회의 자극기간에 걸쳐 시행하였으며, 각 자극기간은 30초씩 5초 간격으로 이스 당 42개의 영상을 획득했다. Post-processing은 SPM99 (Statistical Parametric Mapping 99, The Wellcome Department of Cognitive Neurology, Oxford 1999)의 correlation법을 사용하여 threshold 0.4∼0.7의 범위에서 통계처리 하였으며, 활성화 영상은 EPI영상과 같은 부위의 T1 강조영상에 overlapping시켰다. 이렇게 얻어진 fMRI 영상으로 활성 영역의 위치를 분석하였다.

• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.10 no.2
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• pp.286-294
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• 2010

This study was performed to identify the cerebral network associated with sensation through the tickling stimulation, which is distinctive from the rest of other networks processing normal stimulation and to investigate the difference of laughing mechanism which is closely related to tickling using functional MRI(fMRI). A 16 healthy volunteers (mean age: 28.9) on a 3.0T MR scanner during two sensation conditions. Counterbalanced stimulus were presented across the participants, and the stimulation was used block design. Acquired data was analyzed by the statistical parametric mapping (SPM 99). Subject and group analysis was performed. Individual analysis showed the activation of somatic sensation area in both tasks and the tickling sensation test showed more activated area in the Wernicke's area(BA40) compared to the normal sensation. The group analysis result shows that under normal stimulations, both sides of somatosensory cortices(BA 1,2 and 3) were activated and under tickling stimulation, not only the cortices but also those huge activation on thalamus, cingulate gyrus and insular lobe were detected. When the tickling was stopped, significant activations were shown in right cingulate gyrus, left MFG area and left insular lobe. A cerebral area responsible for recognizing tickling sensation was examined and the primitive stimulation such as tickling is much closely related to laugh, which is an important factor for various social activities.